本文選題：共振共焦腔 + 拉曼散射　； 參考：《物理學報》2017年19期

【摘要】：拉曼光譜是一種無損、快速的物質成分分析和檢測方法.由于拉曼信號強度微弱,使得拉曼光譜的檢測應用受到極大的限制.針對增強拉曼散射信號強度、提高檢測靈敏度這一問題,設計了一種用于自發(fā)拉曼散射信號增強的共焦腔樣品池,開展了基于該共焦腔的空氣拉曼散射信號增強研究.共焦腔的腔鏡反射率為92%,這一設計在保證共焦腔通帶寬度與激光器線寬匹配的同時能有效地降低共振調節(jié)難度.實驗中采用0°探測構型收集拉曼信號,并由成像式拉曼光譜儀獲取光譜信號.實驗發(fā)現(xiàn),在共振狀態(tài)下,共焦腔的耦合效率達到87.5%,單向激光功率實現(xiàn)約11倍放大;與無共振腔相比,共焦腔對拉曼信號實現(xiàn)17倍放大,信噪比提高2倍.此外,空氣中CO_2的3σ檢測限達到200 ppm量級.結果表明,該系統(tǒng)對自發(fā)拉曼散射信號增強效果顯著,并且有較高的檢測靈敏度.
[Abstract]:Raman spectroscopy is a nondestructive and rapid method for material composition analysis and detection. Because of the weak intensity of Raman signal, the application of Raman spectrum is greatly limited. Aiming at the problem of enhancing the intensity of Raman scattering signal and improving the detection sensitivity, a confocal cavity sample cell for enhancing the spontaneous Raman scattering signal is designed, and the enhancement research of air Raman scattering signal based on the confocal cavity is carried out. The mirror reflectivity of the confocal cavity is 92. This design can effectively reduce the difficulty of resonance regulation while ensuring the matching of the passband width of the confocal resonator with the linewidth of the laser. In the experiment, 0 擄probe configuration is used to collect the Raman signal, and the imaging Raman spectrometer is used to obtain the spectral signal. The experimental results show that the coupling efficiency of the confocal cavity is 87.5 and the unidirectional laser power is about 11 times larger than that of the non-resonant cavity, and the Raman signal is amplified 17 times and the signal-to-noise ratio is 2 times higher in the confocal cavity than in the non-resonant cavity. In addition, the 3 蟽 detection limit of CO_2 in air reaches the order of 200 ppm. The results show that the system has remarkable enhancement effect on spontaneous Raman scattering signal and has high detection sensitivity.
【作者單位】： 華中科技大學武漢光電國家實驗室;華中科技大學光學與電子信息學院;
【基金】：國家自然科學基金(批準號:61675082)資助的課題~~
【分類號】：O657.37

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本文編號：1814546